شیمی

شیمی مواد پاک کننده

کلر

تاریخچه

کلر ( از واژه یونانی χλωρος به معنی زرد مایل به سبز ) را "Carl Wilhelm Scheele" در سال 1774 کشف نمود و اشتباها" تصور کرد، این عنصر حاوی اکسیژن است. "Humphry Davy" در سال 1810 ، نام کلر را برای این ماده انتخاب کرد و اصرار داشت که این ماده در واقع یک عنصر است.

پیدایش

بوسیله الکترولیز محلول آبداری از کلرید سدیم ، کلر تولید می‌شود. این عنصر در طبیعت فقط بصورت ترکیب با سایر عناصر و عمدتا" سدیم به شکل نمک طعام (NaCl) و همچنین در کارنالیت و سیلویت یافت می‌شود.

اطلاعات کلی

کلر ، عنصر شیمیایی با عدد اتمی 17 و نشان Cl می‌باشد. کلر ، هالوژن است و در جدول تناوبی در گروه IV قرار دارد. گاز کلر ، زرد مایل به سبز است، دو و نیم مرتبه از هوا سنگین‌تر ، دارای بوی بسیار بد و خفه کننده و بسیار سمی است. این عنصر ، عاملی اکسید کننده ، سفید کننده و گندزدا می‌باشد. کلر ، بعنوان بخشی از نمکهای طعام و ترکیبات دیگر به مقدار زیادی در طبیعت و لزوما" در بیشتر جانداران وجود دارد.

خصوصیات قابل توجه

نوع خالص این عنصر شیمیایی به شکل گازی دو اتمی و سبز رنگ می‌باشد. نام کلر برگرفته از کلمه chloros به معنی سبز است که اشاره به رنگ این گاز دارد. این عنصر ، جزئی از گروه هالوژنهای نمک‌ساز می‌باشد و بوسیله اکسیداسیون کلریدها یا به روش رایج الکترولیز تهیه می‌گردد. کلر گازی است به رنگ زرد مایل به سبز که تقریبا" با تمامی عناصر به‌سرعت ترکیب می‌شود. در 1 لیتر آب 10 °C ، 3.10 لیتر و در آب 30 درجه تنها 77/1 لیتر کلر حل می شود.

کاربردها

کلر ، عنصر شیمیایی مهمی در تصفیه آب ، مواد گندزدا در سفید کننده و نیز در گاز خردل به‌شمار می‌رود. همچنین کلر در ساخت طیف وسیعی از اقلام روزمره کاربرد دارد.

  • برای از بین بردن باکتری و سایر میکروبهای موجود در ذخائر آب آشامیدنی بکار می‌رود. امروزه حتی به ذخائر کوچک آب همواره کلر افزوده می‌گردد.

  • در تولید محصولات کاغذی ، مواد ضدعفونی کننده ، رنگدانه‌ها ، مواد غذائی ، حشره کشها ، رنگها ، فرآورده‌های نفتی ، پلاستیک ، دارو ، منسوجات ، حلالها و محصولات مصرفی بسیار زیاد دیگری کاربرد دارد. در ترکیبات آلی در صورتی‌که کلر جایگزین هیدروژن شود، (لاستیک مصنوعی) ، اغلب باعث ایجاد خصوصیات مورد نیاز در این ترکیبات می‌گردد، لذا در ترکیب آلی از این عنصر بعنوان عامل اکسید کننده و جانشین ، بطور گسترده استفاده می‌گردد.

    سایر موارد کاربرد کلر در تولید کلراتها ، کلروفرم ، تترا کلرید کربن و در استخراج برم می‌باشد.

ترکیبات

کلریدها ، کلریتها ، کلراتها ، پرکلراتها و کلرامینها ، از جمله ترکیبات کلر هستند.

ایزوتوپها

دو ایزوتوپ پایدار اصلی برای کلر با جرم 35 و 37 وجود دارد که به نسبتهای به ترتیب 3:1 یافت شده ، وزن اتمی مقادیر عمده و مشهود 35,5 را در اتمهای کلر ایجاد می‌کنند. کلر دارای 9 ایزوتوپ با Mass number ( عدد جرمی ) بین 32 و 40 می‌باشد که تنها سه عدد از این ایزوتوپها بصورت طبیعی یافت می‌شوند. کلر پایدار 35 (75,77%) ، کلر 37(24,23%) و کلر رادیواکتیو 36 .

نسبت کلر 36 به کلر پایدار در محیط زیست تقریبا" E -15 : 1 700 است. Cl-36 در جو بوسیله پراشیدن Ar-36 بر اثر فعل و انفعالات پروتونهای اشعه کیهانی حاصل می‌گردد. در زیر سطح زمین Cl-36 عمدتا" در نتیجه جذب نوترون توسط Cl-35 یا جذب موآن بوسیله Ca-40 تولید می‌گردد. Cl-36 به‌صورت S-36 و Ar-36 با نیمه عمر درهم 308000 سال متلاشی می‌شود. نیمه عمر این ایزوتوپ آبدوست و غیر واکنشی ، آنرا مناسب تاریخ‌گذاری زمین شناسی با دامنه ای از 60000 تا 1 میلیون سال می‌نماید.

بعلاوه ، مقادیر زیادی Cl-36 بوسیله پرتوافشانی بر آب دریا ، در خلال انفجارات جوی سلاحهای اتمی بین سالهای 1958 و 1952تولید شد. مدت زمان حضور Cl-36 در جو ، تقریبا" یک هفته است، بنابراین Cl-36 بعنوان رویداد شمار آبهای داخل خاک و زیرزمینی دهه 50 برای تاریخ‌گذاری آبهای کمتر از 50 سال پیش نیز سودمند است. Cl-36 در مراحل دیگری از علم زمین شناسی از جمله تاریخ‌گذاری یخها و رسوبات بکار می‌رود.

هشدارها

کلر ، موجب تحریک دستگاه تنفسی بخصوص در کودکان و کهنسالان می‌شود. کلر در حالت گازی ، باعث تورم غشای مخاطی شده ، درحالت مایع موجب سوختگی پوست می‌شود. مقدار 3.5ppm آن لازم است تا بعنوان بویی متمایز شناخته شود و مقدار ppm 1000 آن کشنده است. به همین علت ، در طول جنگ جهانی اول ، کلر یکی از گازهایی بود که بعنوان گاز جنگی مورد استفاده قرار گرفت.

مواجهه با این گاز نباید از 0.5 ppmفراتر رود ( با میانگین وزنی زمان 8 –40 ساعت در هفته ). مواجهه شدید با مقدار زیاد کلر غلیظ ( اما نه مقدار کشنده) می‌تواند باعث ادم ریه یا آب آوردن آن که وضعیتی بسیار ناگوار است، گردد. تماس دائم با مقادیر کم آن ریه‌ها را ضعیف کرده ، آسیب پذیری ریه‌ها را در برابر بیماری‌های دیگر افزایش می‌دهد. در صورت مخلوط شدن مواد سفید کننده با آمونیاک ، اوره و سایر محصولات شوینده ، احتمال تولید گازهای سمی وجود دارد. این گازها حاوی مخلوطی از گاز کلر و تری‌کلرید نیتروژن هستند؛ بنابراین باید از چنین ترکیبی اجتناب کرد.

روند شیمیائی تولید گاز کلر

کلر را می‌توان از الکترولیز محلول سدیم کلراید ، مانند بورین ، بدست آورد.

الکترولیز سلول جیوه

الکترولیز سلول جیوه ، اولین روش تولید کلر در مقیاس صنعتی بود. آندهای تیتانیوم بالای یک کاتد جیوه مایع قرار می‌گیرد. محلولی از کلرید سدیم بین دو الکترود قرار داده می‌شود. وقتی جریان الکتریکی برقرار می‌شود، کلراید در سمت آندهای تیتانیم آزاد شده ، در همین حال ، سدیم بصورت ملغمه ای در جیوه رسوب می‌کند.

ملغمه را می‌شود با فعال کردن مجددش توسط آب ، به جیوه تبدیل کرد که ایجاد هیدروژن و هیدروکسید سدیم می‌کند. اینها خود ، محصولات جنبی مفیدی هستند. این روش ، مقادیر زیاد انرژی را مصرف می‌کند و در عین حال ، نگرانی‌هایی درباره خروج جیوه به محیط نیز وجود دارد.

الکترولیز سلول دیافراگم

یک صفحه آزبست ، روی شبکه آهنی کاتد قرار می‌گیرد تا از اخلاط مجدد کلرین تشکیل شده در آند و هیدروکسید سدیم تشکیل شده در کاتد جلوگیری نماید. این روش ، از روش سلول جیوه کمتر انرژی مصرف می‌کند، اما هیدروکسید سدیم را به‌سختی می‌توان جمع‌آوری و به ماده ای مفید تبدیل کرد.

الکترولیز سلول پوسته

سلول الکترولیز توسط یک پوسته که به‌عنوان یک تبادل کننده یون عمل می‌کند، به دو قسمت تقسیم می‌شود. محلول کلرید سدیم خیس در سمت آند قرار گرفته ، آب مقطر در سمت کاتد قرار داده می‌شود. این روش ، تقریبا به اندازه سلول دیافراگم به‌صرفه بوده ، باز هم تولید هیدروکسید سدیم بسیار خالص می‌کند.

شناخت محیط رشد:کلر

لزوم کلر برای گیاهان‏ به تازگی مورد تایید قرار گرفته است. اما از آنجا که این عنصر‏ هم در هوا و هم در محلول خاک (Soil solution) وجود دارد به ندرت کمبود آن گزارش می شود کلر برای آزاد کردن اکسیژن به هنگام فتوسنتز لازم است و کمبود کلر باعث پژمردگی گیاه می گردد. در خاک ، یون آن بصورت Clx موجود است که به راحتی قابل استفاده گیاه می باشد. در صورت کمبود می توان از کلرورپتاسیم استفاده کرد.

+ نوشته شده در  جمعه 13 مهر1386ساعت 1:52  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 


تصویر


 

اطلاعات اولیه

رایج‌ترین ماده ای که از آن ، به عنوان سفید کننده استفاده می‌شود، آب ژاول است. ماده اصلی و موثر در آب ژاول ، هیپوکلریت سدیم (NaOCl) است. هیپوکلریت سدیم ، ترکیبی فوق‌العاده قوی است که درصد خیلی کمی از آن (5 درصد) را در آب حل می‌کنند و با نام‌های مختلف و به عنوان سفید کننده به بازار عرضه می‌کنند. بنابراین سفید کننده‌ها و آب ژاول ، همان محلول 5 درصد هیپوکلریت سدیم هستند.

مزیت آب ژاول این است که خاصیت ضدعفونی کننده نیز دارد، زیرا یک سفیدکننده کلردار است. افزودن مقدار کمی پربورات به آب ژاول ، قدرت سفیدکنندگی آن را افزایش می‌دهد. البته باید توجه داشت که محلول هیپوکلریت سدیم ، ناپایدار است و در مجاورت نور و گرما ، یون -OCl تجزیه شده، اکسیژن آزاد می‌کند و در نتیجه از شدت عمل آن کاسته می‌شود. لذا بایذ آن را در ظروف مات و نیز دور از گرما نگهداری کرد. همچنین بهتر است محلول‌های تازه استفاده شود، زیرا بهر حال در اثر ماندن بسادگی تجزیه می‌شود.

NaOCl ----> NaCl + O2


 

روش‌های تهیه آب ژاول

واکنش سود سوزآور با گاز کلر

متداول‌ترین روش برای تهیه هیپوکلریت سدیم ، عبارت از عبور دادن گاز کلر از درون محلول قلیایی سدیم هیدروکسید می‌باشد که در نتیجه آن ، کلر بطور همزمان هم اکسید ( به فرم -OCl ) و هم احیا ( به فرم -Cl ) می‌گردد. فرمول واکنش به شرح زیر است:

Cl2 + 2NaOH ----> NaCl + NaOCl + H2O


 

الکترولیز محلول NaCl

روش وسیع دیگری که برای تهیه هیپوکلریت سدیم استفاده می‌شود، الکترولیز محلول غلیظ نمک سدیم کلرید است. این سلولهای الکترولیتی ، دیافراگم یا غشائی نداشته و در جریان بالا و در محلولی نسبتا خنثی بکار گرفته می‌شوند. این سلول‌ها جهت بکار گیری در درجه حرارت پائین طراحی می‌شوند که محلول سود سوزآور کاتد را به تماس با کلر متصاعد شده از آند در می‌آوردند.

واکنش سدیم بی‌کربنات با کلسیم هیپوکلریت

روش دیگری برای تهیه سدیم هیپوکلریت می‌باشد که فرمول واکنش به شرح زیر می‌باشد:

Na2CO3 + Ca(OCl)2 ----> 2NaOCl + CaCO3


 

قدرت اکسیدکنندگی سدیم هیپوکلریت

بطور کلی ، سفید کننده ، در واقع یک عامل اکسید کننده می‌باشد. فعالیت آن ، به این وسیله اندازه گیری می‌شود که چه مقدار کلر قابل دسترسی وجود دارد. کلر فعال (کلر قابل دسترس) اندازه ای از قدرت اکسیدکنندگی کلر موجود در سفید کننده می‌باشد. در پودرهای سفید کننده CaOCl2 مقدار کلر قابل دسترس همان درصد کلر در پودر می‌باشد.

اما در سدیم هیپوکلریت مقدار کلر قابل دسترس دو برابر در صد موجود در پودرهای سفید کننده می‌باشد. زیرا قدرت اکسیدکنندگی -OCl دو برابر اکسیدکنندگی Cl2 است. احیای -OCl (کلر با اکسایش +1) به -Cl (کلر با اکسایش -1) با دو الکترون انجام می‌شود، در حالیکه احیای Cl2 به -Cl با یک الکترون برای هر کلر انجام می‌گیرد.

کاربردهای آب ژاول

بعنوان ضد عفونی کننده

محلول هیپوکلریت (آب ژاول) تمام میکروب‌ها اعم از قارچ ، ویروس و باکتری را نابود می‌کند. از این بعنوان یک ضد عفونی کننده و ماده دفع بو در لبنیاتها ، مخازن آب ، دفع فاضلاب‌ها و برای اهداف خانگی از قبیل ضد عفونی کردن لگن‌ها و وان حمام ، لباس‌ها ، آشپزخانه و... مناسب است و نیز از آن ، در ضد عفونی کردن آزمایشگاههایی که در معرض ویروس هپاتیت هستند (مثل همودیالیز) و اماکن تهیه و توزیع مواد غذایی استفاده می‌شود.

همچنین از محلول رقیق‌تر آن در شستشوی زخم‌های آلوده که باز تازه نباشند، استفاده می‌شود. در طول جنگ جهانی اول ، در معالجه زخم‌ها بعنوان محلول ضد عفونی کننده و التیام‌بخش مورد استفاده قرار گرفته بود. استفاده از آب ژاول در لباسشویی و برای ضد عفونی کردن لباس‌ها توصیه می‌شود. حتی خود لباسشویی را هم می‌تواند با آب ژاول و آب داغ ضد عفونی کنید. بدین ترتیب که مقداری آب ژاول را درون لباسشویی ریخته و بگذارید تا با آب داغ (بدون لباس) ده دقیقه کار کند.

بعنوان سفید کننده و لکه‌بر

همانطور که قبلا ذکر شد، ماده اولیه اکثر سفید کننده‌ها که در قدیم به آب ژاول معروف بوده‌اند، هیپوکلریت سدیم است. آب ژاول برای پاک کردن لکه‌های کپک ، خون ، قهوه ، تنباکو ، آب میوه و بسیاری دیگر از لکه‌ها مناسب است. برای از بین بردن این لکه‌ها ، یک قاشق آب ژاول را در یک لیوان آب بریزید و به کمک قطره چکان روی لکه بریزید. آب ژاول بعنوان سفید کننده برای پنبه ، کتان ، چتائی ، ابریشم مصنوعی ، خمیر کاغذ و مرکبات مفید است در حقیقت بیشترین کلر خریداری شده جهت سفید کردن محصولات سلولزی قبل از استفاده به هیپوکلریت تغییر داده می‌شود.

تصویر


 

احتیاط در استفاده از آب ژاول

  • آب ژاول ، باعث از بین رفتن پشم می‌شود، برای همین باید از آن برای پارچه‌های پشمی و نیز ابریشمی و چرم استفاده کرد.
  • خیساندن زیاد پارچه‌ها در آب ژاول سبب ضعیف شدن الیاف آنها می‌شود.
  • آب ژاول ، سبب خوردگی فلزات و وسایل فلزی می‌شود.
  • آب ژاول ، ماده ای بسیار سمی است و نباید آن را در محیطهای بسته بکار برد و از بکار بردن آن به همراه جوهر نمک و موادی مثل آن نیز باید جدا خودداری کرد (یعنی همیشه آن را به تنهایی و بدون مخلوط با پاک کننده‌های دیگراستفاده کنید). زیرا این دو با هم ، گاز بسیار سمی و کشنده کلر را تشکیل می‌دهند.
  • ماده موثر آب ژاول (سدیم هیپوکلریت) ، پوست ، چشم و ریه‌ها را تحریک می‌کند و به آنها آسیب می‌رساند، لذا از تماس مستقیم آن با دست باید پرهیز کرد و از ورود ناگهانی آن به چشم باید جلوگیری نمود.
+ نوشته شده در  جمعه 13 مهر1386ساعت 1:50  توسط مدیر وبلاگ |  پیام به مدیر وبلاگ
 



تصویر


منظور از پاک کننده‌ها (detergehts) ، موادی هستند که ذره‌های چربی و چرک را از پارچه‌ها و یا اجسام دیگر بزدایند و در انواع مختلف تهیه می‌شوند. اولین ماده ای که به عنوان شوینده ساخته شد، صابون بود. از عمر صابون صدها سال می‌گذرد. آخرین دستگاههای صابون کشف شده ، مربوط به 2000 سال پیش است، 700 سال است که صابون‌سازی بطور صنعتی و به مقادیر زیاد ساخته می‌شود و 200 سال است که ساخت آن ، متحول گشته و به صورت کلاسیک و مدرن در آمده است.

از آن زمان تا کنون ، تعداد شوینده‌ها به حدی رسیده که قابل شمارش نیست، بطوری که امروزه در حجم انبوهی از شوینده‌ها ، به همراه تبلیغات آنها مواجه شده‌ایم. در حال حاضر در برخی کشورها ، تقریبا بیش از 80 درصد از مواد پاک کننده مصرفی از شوینده‌های سنتزی تهیه می‌شوند. لکن در مصارف عمومی واژه صابون ، مشخص کننده یک نمک فلز قلیایی یا آمونیوم یک اسید کربوکسیلیک راست زنجیر با تعداد 10-18 اتم کربن است و نام مواد شوینده به مواد صناعی با ساختمان مشابه اطلاق می‌شود. از این مواد ، در مصارف عدیده ای از جمله برای پاک کردن ، شستشو و در فرایندهای نساجی و غیره استفاده می‌گردد.

از طرف دیگر ، صابون‌های فلزی ، کربوکسیلاتهای قلیایی خاکی یا فلزات سنگین با زنجیره طویل هستند. این صابون‌ها در آب نامحلول بوده و در سیستمهای غیر آلی ، به عنوان مثال مواد افزودنی به روغنهای روان کننده ، جلوگیری کننده از زنگ زدگی ، ضد آب کردن مواد و سوختهای ژلاتین‌دار (مواد سوختنی مانند بنزین که با مواد غلیظ کننده ممزوج شده‌اند و از آنها در بمب‌های ناپالم و شعله افکن‌ها استفاده می‌شود) ، قارچ‌کشها دارای کاربرد می‌باشد.

خصوصیت قابل توجه این است که عدم توازن پلاریته (قطبیت) در داخل مولکول صابون‌ها و مواد شوینده و پاک کننده ، موجب ابراز قابلیت انحلال و ماهیت فاز غیر معمول در حلالهای قطبی و غیر قطبی می‌شود. این رفتار ، دقیقا باعث سودمندی چنین ترکیباتی در زمینه‌های خیس شوندگی ، قابلیت انحلال ، شویندگی (در مورد شستشو و خشک شویی بصورت ترامان) ، رنگرزی و بسیاری از سایر فراورده‌های صنعتی و خانگی است.

ترکیب اساسی ساختمان مولکولی پاک کننده‌ها موجب بوجود آمدن چنین صفاتی می‌گردد.

تصویر


انواع مواد پاک کننده

صابون (Soap)

صابون‌ها را می‌توان از هیدرولیز قلیایی چربیها و روغن‌های طبیعی (استر اسیدهای چرب با گلیسرول) مانند پیه ، روغن‌های نارگیل ، زیتون ، نخل و تالو تهیه کرد که این واکنش به نام فرایند صابونی شدن (Saponification) موسوم است:


C3H5(OOCR)3 + 3NaOH → 3NaOOCR+C3H5(OH)3


باید توجه داشت که در روشهای جدید ، از هیدرولیز مستقیم چربی‌ها بوسیله آب در دمای زیاد استفاده می شود. این موضوع ، تصفیه و ایزولاسیون اسیدهای چرب را که به صابون‌ها خنثی می‌شوند، ممکن ساخته، اساس یک فرایند پیوسته را بوجود می‌آورد. از نقطه نظر شیمیایی ، صابون‌ها ، نمکهای فلزی اسیدهای چرب (اسیدهای کربوکسیلیک) راست‌زنجیر با حدود 10-18 اتم کربن می‌باشند.

با اینکه همه نمکهای فلزی اسیدهای چرب ، صابون هستند، اما تنها نمکهای قلیایی مانند (سدیم و پتاسیم) در آب حل می‌شوند و خاصیت پاک‌کنندگی دارند. نمکهای فلزهای قلیایی خاکی (مانند کلسیم و منیزیم و..) در آب حل نمی‌شوند. از این رو صابون‌های معمولی در آب سخت در مجاورت یون‌های کلسیم و منیزیم رسوب می‌کنند. به این ترتیب صابون خوب کف نمی کند و خاصیت پاک کنندگی خود را از دست می‌دهد.

نمکهای آلومینیوم اسیدها نیز در آب نامحلول و در روغن‌ها محلول هستند و از این ماده ، در چربی‌های نرم کننده ، رنگ ، روغن جلا و ضد آب کردن مواد استفاده می‌شود. نمک اسیدهای فلزات سنگین مانند کبالت یا مس نیز بعنوان ماده خشک کننده در رنگهای ساختمانی و جوهر ، قارچ کش ها و مواد ضد آب استفاده می‌شود.

کیفیت و مرغوبیت صابون ، به نوع چربی روغن بکار رفته بستگی دارد. لذا از خالصترین و بی‌بو ترین آنها استفاده می‌گردد. علاوه بر چربی و قلیا مواد افزودنی دیگری هم در فرمولاسیون صابون وارد می‌شوند. این مواد عبارتند از:مواد جلوگیری کننده از اکسیداسیون مثل تری اتانول آمین اولئات ، مواد جلوگیری کننده از فساد صابون مانند دی سیانو دی آمیدو سدیم سولفانیلات ، روغن‌های معطره برای ایجاد بوی خوب صابون و غیره.

پاک کننده های سنتزی (Synthetic detergents)

مواد شوینده سنتزی که امروزه بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند، مانند صابون ، از یک زنجیر هیدروکربن متصل به نمک یک اسید محلول در آب تشکیل شده است. البته در تهیه این پاک کننده‌ها باید توجه داشت که طول زنجیر و نوع هیدروکربن مورد استفاده بطور مناسب انتخاب گردد. از گروههای قطبی مشتق شده از اسید سولفوریک در حد بسیار عمومی برای جایگزینی کربوکسیلات استفاده می‌گردد.

بعنوان مثال می‌توان به آلکیل سولفاتها (ROSO3Na) ، آلکان سولفوناتها (RSO3Na) و آلکیل آریل سولفوناتها (R-C6H4-SO3Na) اشاره کرد و از مهمترین این مواد می‌توان سدیم لوریل (دودسیل) سولفات (C12H25-OSNa) و سدیم دودسیل بنزن سولفونات (C12H25-C6H4-SO3-Na) را که دارای قدرت پاک کنندگی بالایی هستند، نام برد. استرها و آمید اسیدهای چرب نیز که از تورین (H2NCH2CH2SO3H) و اسیدایزاتیونیک (HOCH2CH2SO3H) تهیه می‌شوند، از جمله اولین ترکیبات سنتزی تلقی می‌شوند. مضافا ، آلکان فسفوناتها معرف نوع دیگری از مواد صناعی آنیونی می‌باشد.

از طرف دیگر احتمال دارد که تغییر و اصلاح گروههای قطبی بوسیله تغییر در علامت بار الکتریکی یون فعال در سطح مسیر شود. یک مثال بسیار معروف از مواد شوینده
کاتیونی (invert soaps) ، ملح آمونیوم نوع چهارم این طبقه بفرمول C16H33N(CH3)Br است. در طبقه دیگر یعنی مواد شوینده غیر معدنی ، گروه قطبی عبارت از گروه آب دوست غیر مجتمع شده می‌باشد که معمولا حاوی چند گانگی وظایف اکسیژن (اتر و الکل) است که در پیوند هیدروژنی با آب برگزیده شده است. مثالی در این مورد ، استر تهیه شده از یک اسید چرب و قند است.

از انواع عمومی دیگر ، می‌توان به پلیمریزاسیون تعدادی از واحدهای اکسید اتیلن با یک الکل اشاره کرد که دارای فرمول عمومی R-O-(CH2CH2O)2H می‌باشد. همچنین اکسیدهای آمین مانند R-N(CHsub>3)2→O و اکسیدهای فسفین منسوب آنها نیز تهیه شده‌اند. مهمترین شوینده های سنتزی عبارتند از:

صابون مایع

صابون مایع ، در واقع از نظر مواد تشکیل دهنده ، جزو صابون‌ها محسوب نمی‌شود و از پاک کننده‌ های سنتزی می‌باشد. البته اگر در ساختمان معمولی از روغن نارگیل زیاد و یا روغن هایی مثل روغن بزرک استفاده شود، می‌توان صابون را به صورت مایع در آورد. صابون‌های مایع ، علاوه بر ماده اولیه و اصلی خود ، دارای مواد دیگری مثل نرم کننده ، پاک کننده و کف کننده ، ضد باکتری و چرب کننده هستند.

تصویر


شامپوها

شامپوها نیز از پاک کننده های سنتزی هستند. ماده اصلی تشکیل دهنده شامپوها عبارتند از: عامل پاک کننده که خود شامل سه دسته مواد فعال سطحی آنیونی (مثل سدیم لوریل اتر سولفات و تری اتانول آمین سولفات ، آمفوتری (مثل بتائین کوکوآمیدوپروپیل) و غیر یونی هستند. عامل تقویت کننده کف (مثل بتائین) ، عامل حالت دهنده مو و عامل نگهدارنده (مواد ضدعفونی کننده و میکروب کش) ، عامل صدفی کننده مثل اتیلن گلیکول و عامل غلیظ کننده مثل نمک طعام و عامل رنگ و بو مثل عصاره گیاهان.

پودرهای لباسشویی

پودرها ماشین لباسشویی نسبت به پودرهای رختشویی چند ماده اضافه دارند که بر قدرت پاک کنندگی آنها می‌افزاید. یکی از این مواد ، پر بورات است که از سفید کننده ها و رنگ برهاست. اجزای اصلی پوردهای لباسشویی شامل موارد زیر هستند:
ماده اصلی و فعال (مواد غیریونی و آنیونی) که عامل پاک کنندگی و جدا کردن چرک از لباس است، عامل قلیایی کننده (مثل سیلیکات ها) که از خوردگی بدنه لباسشویی جلوگیری می کند، عامل سفیدکننده و رنگ سرکه معمولا پربورات سدیم است، عامل کنترل کننده کف و پاک کننده کمکی ، عامل کاهش سختی آب که به پاک کنندگی هم کمک می‌کند (مثل فسفات ها) ، عامل جلوگیری از رسوب مجدد چرک مثل CMC از شستن دوباره چرک روی لباس جلوگیری می‌کند، اپتیکال براتیز که باعث درخشندگی پارچه می‌شود، مواد میکروب کش و ضدعفونی کننده.

سفید کننده ها و رنگ برها

بسیاری از لکه برها موادی هستند که از آنها به عنوان سفید کننده ، ضدعفونی کننده و پاک کننده استفاده می‌شود. رایج ترین ماده ای که از آن به عنوان سفید کننده استفاده می‌شود، آب ژاول است که خاصیت ضدعفونی کننده نیز دارد، زیرا یک سفید کننده کلردار است و از سفید کننده های دیگر ، پربورات سدیم است که از آن ، بیشتر در خشک شویی‌ها و نیز در ترکیب پودرهای ماشین لباسشویی استفاده می‌شود. قدرت سفیدکنندگی پربورات از آب ژاول کمتر است.

آب اکسیژنه یا پراکسید هیدروژن هم یک ماده رنگ بر و سفید کننده است. علاوه بر مواد ذکر شده ، موادی مثل الکل ، آمونیاک ، استن ، اسید نیتریک ، اسید اگزالیک ، تربانیتن ، جوش شیرین ، کربنات سدیم ، تتراکلریدکربن و غیره نیز خاصیت رنگ بری و پاک کنندگی دارند.

قیاس صابون و پاک کننده های سنتزی

صابون‌ها در هنگام واکنش با ناخالصیهای یونهای فلزی موجود در آبهای طبیعی ، بویژه کلسیم و منیزیم ، منجر به تشکیل نمکهای نامحلول در آب می‌شوند و به صورت رسوب از آب جدا می‌شوند. اما نمکهای فلزات قلیایی خاکی و املاح فلزات سنگین مواد شوینده سنتزی در آب محلول هستند. لذا این شوینده ها در آب سخت نیز پاک کنندگی خوبی دارند و رسوب جدید تشکیل نمی‌دهند.

صابونهای کربوکسیلات در PH پایین ، هیدرولیز شده و به صورت صابون اسیدی نامحلول راسب می‌شوند، ولی شوینده های سنتزی ، پایداری زیادی در برابر اسیدیته از خود نشان می‌دهند. زیرا پاک کننده های صابونی ، نمکهایی هستند که آنیون تشکیل دهنده آنها ، به اسیدهای ضعیف تعلق دارند و در محیط اسیدی به راحتی هیدرولیز می‌شوند.

از دیگر تفاوتهای شوینده های سنتزی با صابونها ، تغییر و اصلاح در ساختار این مواد نسبت به مولکول صابون است که باعث ایجاد بهترین حالت تعادلی آب دوستی ف چربی دوستی و خصوصیات انحلال پذیری ، اثر میکروب کشی و ایجاد نرمی در منسوجات و غیره می‌شود.


پاک کننده های سنتزی به تنهایی از نظر قدرت پاک کنندگی با صابونها معادل نیستند، اما دو افزاینده مهم ، قابلیت تخمیر کنندگی آنها را به نحو قابل ملاحظه ای افزایش می‌دهد. سدیم تری پلی فسفات که به عنوان یک سازنده بکار می‌رود، قابلیت شکستن و تعلیق برخی از خاکهای رسی ، رنگها و سایر مواد جامد بسیار ریز محلول در آب را داراست. بعلاوه این جسم با تعداد زیادی از یونهای فلزی ، کی‌لیت تشکیل می‌دهد.اک کننده های خانگی ، همچنین محتوی نیم تا یک درصد کربوکسی متیل سلولز (CMC) هستند که این جسم ، از واکنش سلولز با کلرواستیک اسید در محلول بازی تهیه می‌شود.

این ماده پلیمری ، قادر است که از رسوب مجدد جرم بر روی منسوجاتی که به وسیله پاک کننده ها پاک شده است، جلوگیری کند. سایر افزاینده های معمولی عبارتند از: مواد سفید کننده ، مواد کف زا و یا سایر مواد تنظیم کننده می‌باشد.

تصویر


علت اثر پاک کنندگی مواد پاک کننده

ذره های چربی و چرک ، جامدند و به پارچه یا بدن می‌چسبند و با شستشوی ساده و بوسیله آب زدوده نمی‌شوند، اما با صابون و دیگر شوینده ها شسته می‌شوند. اثر پاک کنندگی صابون وشوینده ها به این دلیل است که مولکول آنها از دو قسمت آبدوست (هیدروفیل) و آب گریز یا چربی دوست (هیدروفوب یا لیپوفیل) تشکیل شده است. قسمت آبدوست که همان سر نمکی صابون COO- یا گروه سولفات و دیگر گروههای قطبی در انتهای مولکول مواد شوینده است، مولکولهای آب را جذب می‌کند و در آب محلول می‌باشد و بوسیله حلالهای آلی دفع می‌شود. سر دیگر مولکولهای صابون و مواد شوینده سنتزی یک هیدروکربن با زنجیر طولانی است که آب را از خود دفع می‌کند، ولی در حلالهای آلی حل می‌شود.

پس از حل شدن مولکولهای صابون در آب از طریق قسمت یونی ، از بهم پیوستن زنجیرهای هیدروکربنی آب گریز ، مجموعه های بسیار کوچکی بوجود می‌آیند که سطح خارجی آن را آنیونهای آبدوست می‌پوشانند. این مجموعه های کوچک با مولکولهای آب ، پیوند هیدروژنی تشکیل می‌دهند و به صورت ذره های شناور در آب باقی می‌مانند.

بدین ترتیب مولکول صابون مانند پلی بین ذرات چربی و آب قرار گرفته، به واسطه انحلال ذرات چربی و چرک در ذره های شناور صابون از روی الیاف پارچه یا اجسام دیگر به داخل آب کشیده می‌شوند و با شستشو پاک می‌شوند. در شوینده های سنتزی نیز چربی ها و چرکها به زنجیر آلکیل می چسبند و گروه سولفونات سبب حل شدن آنها در آب شده، همراه با آب برده می‌شوند.

مواد پاک کننده و آلودگی محیط زیست

مواد شیمیایی می توانند در چرخه های طبیعی وارد و در مرحله ای خاص بوسیله باکتری‌ها تجزیه شوند. به عنوان مثال چربی‌های موجود در طبیعت که مولکولهای آنها شاخه جانبی در زنجیره هیدروکربنی ندارند و صابون معمولی را از آنها می‌سازند، بوسیله باکتریها تجزیه می‌شوند. تعدادی از شوینده های شنتزی ، بویژه آلکیل بنزن سولفوناتهای مشتق شده از مواد شیمیایی نفت ، دارای شاخه جانبی در زنجیره هیدروکربنی می‌باشند و توسط باکتریها تجزیه می‌شوند. از این رو ، باقی ماندن و تراکم این مواد غیر طبیعی ساخته دست بشر در طبیعت ، سبب آلودگی روزافزون آبها و مخازن زیرزمینی می‌شود.

برای جلوگیری از آلودگیهای روزافزون حاصل از این نوع پاک کننده ها ، هم اکنون در بسیاری از کشورها ، قوانین و مقررات ،اجازه استفاده از مواد شوینده مقاوم در برابر تجزیه بیولوژیکی (شوینده های سخت) را نمی‌دهد و کارخانجات بسوی تولید مواد شوینده نرم با ساختمانهای راست زنجیر سوق داده شده‌اند. اشکال اساسی دیگر شوینده های سنتزی ، ترکیبهای فسفردار آنهاست که برای تنظیم PH و جلوگیری از واکنش یونهای کلیسم و منیزیم موجود در آب سخت با ماده شوینده ، به آن افزوده می‌شود. فسفاتها در اعماق رودخانه ها و دریاچه ها رسوخ کرده، سبب رشد غیر عادی قارچها و جلبکها می‌شوند و به این ترتیب با مصرف اکسیژن محلول در آب توسط این گیاهان ، زندگی ماهی ها و دیگر آبزیان به خطر می‌افتد.

 

javascripts



google
بزرگترین سایت جاوا اسکریپت ایران
Clock And Date